V každém moderním vozidle je vyvinutá elektrická síť, stabilizace napětí, ve které se provádí speciální jednotka – reléový regulátor. Vše o reléových regulátorech, jejich stávajících typech, konstrukci a provozu, jakož i výběru a výměně těchto dílů – přečtěte si článek.
Obsah
- Co je relé regulátoru napětí?
- Typy, konstrukce a princip činnosti relé-regulátoru
- Otázky výběru, diagnostiky a výměny reléových regulátorů napětí
- Další články
Co je relé regulátoru napětí?
Relé regulátoru napětí (regulátor napětí) je součástí elektrického systému vozidla; mechanické, elektromechanické nebo elektronické zařízení, které poskytuje podporu pro napětí působící v palubní elektrické síti v určitých mezích.
Elektrická soustava vozidel je řešena tak, že při zastavení pohonné jednotky je zdrojem energie baterie a při chodu generátor přeměňující část výkonu motoru na elektřinu. Generátor má však významnou nevýhodu – napětí proudu, který produkuje, závisí na rychlosti klikového hřídele, jakož i na proudu spotřebovaném zátěží a okolní teplotě. K odstranění tohoto nedostatku se používá pomocné zařízení – reléový regulátor nebo jednoduše regulátor napětí.
Regulátor napětí řeší několik problémů:
- Stabilizace napětí – udržování napětí palubní sítě ve stanovených mezích (v rozmezí 12-14 nebo 24-28 voltů s tolerancemi);
- Ochrana baterie proti vybití přes obvody generátoru při zastavení motoru;
- Některé typy regulátorů – automatické vypnutí startéru po úspěšném nastartování motoru;
- Samostatné typy regulátorů – automatické připojení a odpojení generátoru od baterie pro její nabití;
- Samostatné typy regulátorů – změna napětí palubní sítě v závislosti na aktuálních klimatických podmínkách (převedení el. soustavy na letní a zimní provoz).
Všechna vozidla, traktory a různé stroje jsou vybaveny reléovými regulátory. Porucha této jednotky naruší provoz celého elektrického systému, v některých případech to může vést k poruše elektrického zařízení a požáru. Vadný regulátor je proto nutné co nejdříve vyměnit a pro správný výběr nového dílu je nutné porozumět stávajícím typům, konstrukci a principu činnosti regulátorů.
Typy, konstrukce a princip činnosti relé-regulátoru
Blokové schéma regulátoru napětí
Dnes existuje několik typů reléových regulátorů, ale jejich práce je založena na stejných principech. Každý regulátor obsahuje tři vzájemně související prvky:
- Měřicí (citlivý) prvek;
- Srovnávací (kontrolní) prvek;
- Regulační prvek.
Regulátor se připojuje k budicímu vinutí generátoru (OVG) měřením a změnou síly proudu v něm – tím je zajištěna stabilizace napětí. Obecně tento systém funguje následovně. Měřicí prvek, postavený na bázi napěťového děliče, neustále sleduje sílu proudu v OVG a převádí ji na signál přiváděný do porovnávacího (řídícího) prvku. Zde je signál porovnáván se standardem – hodnotou napětí, která by měla normálně fungovat v elektrickém systému vozu. Srovnávací prvek může být postaven na bázi vibračních relé a zenerových diod. Pokud signál přicházející z měřicího prvku odpovídá referenčnímu signálu (s přijatelnou odchylkou), pak je regulátor neaktivní. Pokud se příchozí signál liší od referenčního v jednom nebo druhém směru, pak je řídicí signál generován srovnávacím prvkem, který je přiváděn do řídicího prvku, postaveného na relé, tranzistorech nebo jiných prvcích. Ovládací prvek mění proud v OVG, čímž je dosaženo návratu napětí na výstupu generátoru do požadovaných mezí.
Jak již bylo zmíněno, bloky regulátorů jsou postaveny na jiné základně prvků, podle této vlastnosti jsou zařízení rozdělena do několika typů:
- Vibrační;
- Kontaktní tranzistor;
- Elektronický tranzistor (bezkontaktní);
- Integrální (tranzistor, vyrobený integrovanou technologií).
Obvod vibračního relé-regulátoru
Historicky se jako první objevila vibrační zařízení, která se ve skutečnosti nazývají reléové regulátory. V takovém zařízení lze všechny tři bloky kombinovat v jednom provedení – elektromagnetické relé s normálně uzavřenými kontakty, ačkoli měřicí prvek může být vyroben ve formě odporového děliče. Referenční hodnotou v relé je tažná síla vratné pružiny. Obecně platí, že relé-regulátor funguje jednoduše. Při nízkém proudu na OVG nebo nízkém napětí na výstupu generátoru (v závislosti na zapojení regulátoru) relé nefunguje a proud volně protéká jeho uzavřenými kontakty – to vede ke zvýšení napětí. Když napětí stoupne, relé sepne, napětí v obvodu klesne a relé se uvolní, napětí opět stoupne a relé opět pracuje – takto se relé přepne do oscilačního režimu. Při změně napětí na generátoru jedním nebo druhým směrem se změní frekvence kmitů relé, což zajišťuje stabilizaci napětí.
V současné době se již na vozidlech nepoužívají vibrační relé, která mají nízkou účinnost a nedostatečnou spolehlivost. Svého času byly nahrazeny kontaktně-tranzistorovými regulátory, ve kterých je jako porovnávací / regulační prvek použito vibrační relé a jako ovládací prvek tranzistor pracující v režimu klíče. Zde tranzistor hraje roli reléových kontaktů, proto je obecně provoz takového regulátoru podobný tomu, který je popsán výše. Regulátory tohoto typu jsou dnes prakticky vytlačovány bezkontaktními tranzistory různých konstrukcí.
U bezkontaktních tranzistorových regulátorů je relé nahrazeno jednodušším polovodičovým zařízením – zenerovou diodou. Jako referenční hodnota je použito stabilizační napětí zenerovy diody a regulační prvek je založen na tranzistorech. Při nízkém napětí jsou zenerova dioda a tranzistory v takovém stavu, že do OVG je dodáván maximální proud, což vede ke zvýšení napětí. Po dosažení požadované napěťové úrovně přejdou zenerova dioda a tranzistory do jiného stavu a začnou pracovat v oscilačním režimu, který stejně jako u klasického relé zajišťuje stabilizaci napětí.
Moderní elektronické regulátory jsou postaveny na tranzistorech a mohou mít pulzně šířkový modulátor (PWM), přes který se nastavuje spínací frekvence obvodu a možnost zavedení zařízení do obecného řídicího systému automobilů.
Bezkontaktní tranzistorové regulátory mohou být vyrobeny pomocí diskrétních prvků a integrované technologie. V prvním případě jsou použity běžné elektronické součástky (zenerovy diody, tranzistory, rezistory atd.), ve druhém případě je celý blok sestaven na jednom mikroobvodu nebo kompaktním bloku kompaktních rádiových součástek plněných sloučeninou.
Nejjednodušší relé-regulátory mají uvažovanou konstrukci, ale ve skutečnosti se používají složitější zařízení s různými pomocnými jednotkami – ovládání startéru, zamezení vybití baterie přes budící vinutí, korekce provozního režimu v závislosti na teplotě, ochrana obvodu, vlastní diagnostika a další. Na mnoha reléových regulátorech traktorů a nákladních automobilů je implementována i možnost ručního nastavení stabilizačního napětí. Toto nastavení se provádí pomocí proměnného odporu (u vibračních zařízení – pomocí pružiny) pomocí páky nebo rukojeti vysunuté mimo tělo.
Relé regulátoru napětí pro instalaci mimo generátor
Regulátory jsou vyrobeny ve formě malých bloků namontovaných přímo na generátoru nebo na vhodném místě na vozidle. Zařízení lze připojit k výstupu OVG a/nebo generátoru, případně k části palubní elektrické sítě, kde je požadováno stabilizované napětí. V tomto případě musí být jeden výstup OVG připojen k „+“ nebo k „-“ palubní elektrické síti.
Otázky výběru, diagnostiky a výměny reléových regulátorů napětí
V relé-regulátorech může docházet k různým poruchám, které se ve většině případů projevují absencí nabíjecího proudu baterie a naopak nadměrným nabíjecím proudem baterie. Nejjednodušší kontrolu regulátoru lze provést pomocí voltmetru – stačí nastartovat motor a nechat jej běžet 10-15 minut při frekvenci 2500-3000 ot./min a se zapnutými světlomety. Poté, bez snížení rychlosti a bez vypnutí světlometů, změřte napětí na svorkách baterie – mělo by být 14,1-14,3 voltů (dvakrát vyšší u 24voltových). Pokud je napětí výrazně nižší nebo vyšší, pak je příležitost zkontrolovat generátor, a pokud je v pořádku, vyměňte regulátor.
Náhradou by měl být reléový regulátor stejného typu a modelu, který byl nainstalován dříve. Zejména je třeba věnovat pozornost pořadí, ve kterém je regulátor připojen k palubní síti (na jaké svorky generátoru a dalších prvků), a také napájecímu napětí a proudům. Výměna dílu musí být provedena podle návodu, práce lze provádět pouze při zastaveném motoru a sejmuté svorkovnici z baterie. Pokud jsou dodržena všechna doporučení a regulátor je správně vybrán, začne okamžitě pracovat a zajistí normální fungování elektrického systému.
Další články
Zima a léto, dva póly, mezi kterými se mění celý náš svět. A v tomto světě existují kapaliny do ostřikovačů – asistenti, kteří zajišťují naši bezpečnost na silnici. V tomto článku se vrhneme do světa kapalin do ostřikovačů a zjistíme, co to je, na čem závisí jejich bod tuhnutí a jak je správně vybrat.
Výměna ventilů spalovacího motoru je ztížena nutností odstranit crackery – pro tuto operaci se používají speciální ventilové crackery. Vše o tomto nástroji, jeho stávajících typech, konstrukci a principu fungování, jakož i jeho výběru a použití, si přečtěte v tomto článku.
V mnoha raných domácích automobilech byly široce používány centrální spínače světel s reostatem, které umožňovaly nastavení jasu osvětlení přístrojů. Vše o těchto zařízeních, jejich stávajících typech, konstrukci, provozu, ale i jejich správném výběru a výměně si přečtěte v článku.
Jednou z hlavních částí rozdělovače zapalování je základní deska, která je zodpovědná za činnost zhášedla. Vše o deskách jističe, jejich stávajících typech a konstrukčních prvcích, jakož i o výběru, výměně a seřízení těchto součástí je podrobně popsáno v tomto článku.
